Частотно-регулируемый электропривод насосных установок

Что собой представляют частотные преобразователи?

Часто производители водонасосов еще на этапе сборки их конструкций включают в них частотные преобразователи. Например, как в насосах Грундфос, которые пользуются высоким спросом. В более дорогих моделях в качестве преобразователей используются микропроцессоры, тем не менее, не во всех оборудованиях электроводонасосах предусматриваются преобразователи частоты и может потребоваться их отдельное приобретение и установка.

Таким образом вы можете выбирать как насос с уже включенным в систему частотным преобразователем со всеми опциями, так и приобретать их отдельно с возможностью подключением дополнительных возможностей, зависимо от меняющихся потребностей.


Схема частотного преобразователя

Инверторы для насосов представляют собой сочетание асинхронного двигателя с фазным ротором, который работает в режиме генератора-преобразователя. Им управляет микропроцессор, оснащенный большим функционалом, а сам частотник, несмотря на достаточно сложную конструкцию, имеет простой интерфейс, благодаря которому им сможет легко управлять обычный пользователь.

Частотный регулятор на водяной насос устанавливается на электродвигателе, в месте расположения штатной клемной коробки или на стене, в специальном шкафу. Сами инверторы отличаются по мощности и весу и характеризуются наличием надежной защиты от перегрузки.

Почему используют частотники?

Есть несколько причин, почему рекомендуют использовать частотник для насосов:

  1. Он защищает электродвигатель от токовых перегрузок и скачков напряжения.
  2. Он нивелирует возникновение разрушительных водяных ударов, сглаживая пусковые моменты двигателей.
  3. Он защищает насос от работы в холостую.
  4. Он на 30-50% увеличивает экономичность функционирования насоса, а также снижает количество его поломок.

Все частотные преобразователи оснащены специальным датчиком давления, который автоматически включает или выключает насос, при этом контролируя, чтобы заданное пользователем давление в системе оставалось неизменным.


Варианты частотных преобразователей

Это предоставляет возможность свободно перекачивать независимо от ее температуры и даже качать агрессивные жидкости.

Комплектации частотных преобразователей

На рынке представлено огромное количество моделей насосов с частотным регулированием на любой выбор с различным функционалом. Среди насосов с частотным преобразователем есть оборудование, оснащенное сразу всем необходимым для того, чтобы обеспечить безопасную и экономичную работу вашему насосу, а также те, которые нуждаются в дополнительной комплектации.

В первом случае вы получите более дорогую, универсальную и надежную конструкцию, а во втором – сам частотник будет недорогим, за то каждая приобретаемая опция будет стоить несколько дороже, а ее подключение и настройка должны будут производиться своими руками.

Принцип работы частотно регулируемого привода

Асинхронные двигатели широко применяются в промышленности и на транспорте, являясь основной движущей силой узлов, машин и механизмов. Они отличаются высокой надежностью и сравнительно легко поддаются ремонту.

Однако данные устройства могут вращаться только на одной частоте, которую имеет питающая сеть переменного тока. Для работы в различных диапазонах используются специальные устройства – частотные преобразователи, выполняющие регулировку частот до требуемых параметров.

Когда асинхронный двигатель запускается, происходит значительное потребление тока от питающей сети. Из-за этого привод механизма испытывает значительную перегрузку. Наблюдается скачкообразное стремление двигателя достичь номинальных оборотов. В результате, снижается срок службы не только самого агрегата, но и тех устройств, которые он приводит в действие.

Данная проблема успешно решается путем использования частотно регулируемого привода, позволяющего изменять частоту напряжения, питающего двигатель. Применение современных электронных компонентов делает эти устройства малогабаритными и высокоэффективными.

Принцип работы частотного преобразователя достаточно простой. Вначале осуществляется подача сетевого напряжения к выпрямителю, где происходит его трансформация в постоянный ток. Затем он сглаживается конденсаторами и поступает на транзисторный преобразователь. Его транзисторы в открытом состоянии обладают крайне малым сопротивлением. Их открытие и закрытие происходит в определенное время при помощи электронного управления. Происходит формирование напряжения, аналогичного трехфазному, когда фазы смещаются относительно друг друга. Импульсы имеют прямоугольную форму, однако это совершенно не влияет на работу двигателя.

Частотные преобразователи имеют большое значение при работе трехфазного электродвигателя в однофазной сети. При такой схеме подключения необходимо использование фазосдвигающего конденсатора для создания вращающего момента. Эффективность агрегата заметно падает, однако частотный преобразователь увеличить его производительность.

Таким образом, применение частотно регулируемого электропривода делает управление трехфазными двигателями переменного тока более эффективным. В результате, улучшаются производственные технологические процессы, а энергоресурсы используются более рационально.

Что нужно для качественной установки преобразователя?

Устанавливают частотники в специальный шкаф управления насосами (шун) с частотным преобразователем или в любое другое место, где будут соблюдены основные требования для их нормального функционирования.

Чтобы была произведена правильная установка частотного преобразователя, необходимо учесть следующие нюансы:


Порядок подключения частотного преобразователя

  • В месте расположения частотника необходимо обеспечить хорошую вентиляцию.
  • Температура окружающей среды не должна быть ниже 10˚C и выше 45˚C.
  • Должна соблюдаться относительная влажность менее 90%, на установленное оборудование не должна попадать вода.
  • В непосредственной близости с частотным преобразователем должны отсутствовать пожароопасные и легковоспламеняющиеся материалы и жидкости.
  • На устройство не должны попадать прямые солнечные лучи.
  • Нельзя допускать наличие поблизости капель масла, пыли или стальной стружки.
  • Размещать его необходимо в месте, с полностью отсутствующими вибрациями.
  • Установка должна производиться на устойчивую поверхность без наклонов.
  • Нельзя устанавливать оборудование в зоне электромагнитных помех.

Используя представленные рекомендации, вы сможете подобрать такой частотный преобразователь для насосов, который отлично подойдет для организации работы вашего водонасосного оборудования. Различные модели прекрасно подходят как для оборудования скважинных, так и для фонтанных и других компрессоров, которые используются в жилых и частных домах.

Возможно, вам также будет интересно

Анатолий Коршунов Невозможность асинхронного пуска вследствие отсутствия обмоток на роторе синхронного двигателя (СД) вызывает интерес к частотному синхронному пуску. Он осуществляется при питании статорной обмотки от автономного инвертора путем плавного повышения частоты. Очевидно, при слишком быстром повышении частоты синхронного двигателя будет выпадать из синхронизма, что делает невозможным его пуск. Слишком медленное повышение частоты снижает быстродействие

Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2 Часть I Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2 Часть II Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2 Часть III Опыт моделирования систем силовой электроники в среде ORCAD 9.2. Часть IV Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2 Часть V

При разработке специализированных силовых модулей для транспортных средств с электроприводам и гибридным электроприводом (автомобилей, грузовиков, автобусов) необходимо применять уникальные технологии и инновационные конструкторские решения. Противоречивые требования увеличения плотности мощности, расширения температурного диапазона и, в то же время, повышения надежности и снижения габаритов не могут быть удовлетворены только за счет правильного выбора полупроводниковых компонентов. Для создания силового модуля, отвечающего современным запросам рынка, нужны как оптимизация тепловых и электрических характеристик, так и использование принципиально новых подходов к способам проектирования. Примером удачного решения, соответствующего практически всем указанным требованиям, стала новая серия силовых модулей SKiM 63/93 , разработанных компанией SEMIKRON специально для применения на электротранспорте. В предлагаемой вниманию читателей статье обсуждаются основные концепции и технологические приемы, используемые при разработке силовых ключей для предельно тяжелых условий эксплуатации.

Применение регулировочных устройств

Частотно регулировочные устройства применяются во многих сферах – в промышленности и в быту. Ими оборудуются прокатные станы, конвейеры, резательные автоматы, вентиляторы, компрессоры, мешалки, бытовые стиральные машины и кондиционеры. Приводы хорошо зарекомендовали себя в городском троллейбусном транспорте. Использование частотно регулируемых приводов в станках с числовым программным управлением позволяет синхронизировать движения сразу в направлении многих осей.

Максимальный экономический эффект эти системы дают при их использовании в различном насосном оборудовании. Стандартное управление насосами любых типов заключается в регулировке дросселей, устанавливаемых в напорных линиях и определении числа действующих агрегатов. За счет этого удается получить определенные технические параметры, такие как давление в трубопроводе и другие.

Насосы имеют постоянную частоту вращения и не учитывают изменяющийся расход в результате переменного водопотребления. Даже в случае минимального расхода насосы будут поддерживать постоянную частоту вращения, приводя к созданию избыточного давления в сети и вызывая аварийные ситуации. Все это сопровождается значительным бесполезным расходом электроэнергии. В основном это происходит в ночное время при резком падении водопотребления.

С появлением частотно регулируемого привода появилась возможность поддержки постоянного давления непосредственно у потребителей. Данные системы хорошо зарекомендовали себя в совокупности с асинхронными двигателями общего назначения. Регулировка частоты позволяет изменять скорость вращения вала, делая ее более высокой или низкой по сравнению с номинальной. Датчик давления, установленный у потребителя, передает информацию на частотно регулируемый привод, который, в свою очередь, изменяет частоту, поступающую к двигателю.

Современные регулирующие устройства отличаются компактными размерами. Они размещаются в корпусе, защищенном от пыли и влаги. Благодаря удобному интерфейсу, приборы могут эксплуатироваться даже в наиболее сложных условиях, при широком диапазоне мощности – от 0,18 до 630 киловатт и напряжении 220/380 вольт.

Схема регулируемого блока питания

Регулируемый стабилизатор тока

Частотные преобразователи: принцип работы

Схема частотного преобразователя асинхронного двигателя

Регулировка оборотов асинхронного двигателя

Принцип работы частотного преобразователя

Григорий Лазарев

В соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2020 года снижение энергои электроемкости экономики и повышение эффективности использования энергоносителей являются важнейшими стратегическими направлениями . Электроэнергетика является определяющей составляющей в структуре энергопотребления, которая вместе с теплоснабжением использует 70% топливно-энергетических ресурсов. Вместе с тем значительная часть энергоблоков ТЭС (более половины) эксплуатируется уже более 35 – 40 лет, их оборудование основательно устарело и нуждается в коренной реконструкции .

В настоящее время РАО «ЕЭС России» приступило к реализации долгосрочной инвестиционной программы, финансирование которой превысит 3 трлн руб. Главная цель — повышение эффективности выработки электроэнергии с применением современных энерго- и ресурсосберегающих технологий. До 2011 года в стране должно быть введено около 42 тыс. МВт новых генерирующих мощностей.

Такая финансовоемкая программа формирует масштабные потребности электроэнергетики на все виды электротехнического оборудования: генераторы, трансформаторы, коммутационную аппаратуру и т. п. Определенное место в этом перечне занимает оборудование силовой электроники. Очевидно, что от того, какие технические решения, энерго- и ресурсосберегающие технологии и оборудование для их реализации будут заложены в проекты строительства и реконструкции энергоблоков ТЭС, зависит, какие энергообъекты будут эксплуатировать в электроэнергетической отрасли в XXI веке.

Потери энергии при торможении двигателя

Привод MITSUBISHI, с тормозным резистором и дросселями

Во многих установках на регулируемый электропривод возлагаются задачи не только плавного регулирования момента и скорости вращения электродвигателя, но и задачи замедления и торможения элементов установки. Классическим решением такой задачи является система привода с асинхронным двигателем с преобразователем частоты, оснащённым тормозным переключателем с тормозным резистором.

При этом в режиме замедления/торможения электродвигатель работает как генератор, преобразуя механическую энергию в электрическую, которая в итоге рассеивается на тормозном резисторе. Типичными установками, в которых циклы разгона чередуются с циклами замедления являются тяговый привод электротранспорта, подъёмники, лифты, центрифуги, намоточные машины и т. п.
Функция электрического торможения вначале появилась на приводе постоянного тока (например, троллейбус).
В конце XX века появились преобразователи частоты со встроенным рекуператором, которые позволяют возвращать энергию, полученную от двигателя, работающего в режиме торможения, обратно в сеть.
В этом случае, установка начинает «приносить деньги» фактически сразу после ввода в эксплуатацию.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: